[实用新型]L-乳酸好氧发酵气升式反应器

说明书

技术领域；

本实用新型涉及到生物发酵反应器，直接涉及一种L-乳酸好氧发酵气升式反应器。

技术背景

我国石油资源贫乏，以丰富的生物质资源应用生物发酵生产新型生物质化学品替代石化产品，是科技研发的方向。自上世纪90年代以来，国内外开始了以淀粉为原料生物发酵生产L-乳酸的研究，取得了重大成果，并实现了工业化生产。一直采用的机械搅拌发酵反应器，其缺点是动力消耗大，生产能力小，溶氧速度慢而影响发酵收率。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种溶氧速度快，发酵收率高，动力消耗小，生产能力大的好氧发酵气升式反应器。

本实用新型的目的是这样实现的。所述L-乳酸好氧发酵气升式反应器具有在圆筒形的罐体内装有布气管，罐体外部焊有水夹套。

作为本实用新型的改进方案，所述罐体为不锈钢(304)焊制的直径2m，高3.5m，圆形筒体上下两端有封头的罐体，在顶部封头中心部位开孔焊接放气管，离中心0.5m处开孔焊接pH调节剂进液管，下部封头开孔焊接放料管，罐体外侧离顶部0.5m处开孔焊接进料管，中部开孔焊接测温管。

作为本实用新型的进一步方案，所述罐体内装有布气管，布气总管由罐体外壁插入，在罐体中心竖立，竖管每间隔0.4m焊接支通气管。长度0.4m的分三层，长度0.8m的分两层，在支管的外端焊接0.4m的环形通气管三层，半径0.8m的环形通气管两层。在半径0.4m的每个环形通气管上焊接4个莲蓬布气喷头，在半径0.8m的每个环形通气管上面对称焊接10个莲蓬布气喷头。

作为本实用新型的再进一步方案，所述罐体外部焊有水夹套，与罐体的间隙为100mm，下部设有进水管，上部设有出水管。

由于本实用新型采用了原料淀粉乳和种子液从进料口装入，pH调节剂从pH调节剂入口装入，经灭菌过滤的高压空气(0.4MPa)从布气总管进入经支管、环形管，从莲蓬布气喷头喷射搅动发酵液翻腾，由于喷头数量多，分布均匀，布气均匀，发酵液翻腾充分，空气与发酵液接触面积大，溶氧速度快，提高了发酵收率。以空气搅动代替了机械搅拌，节省了动力消耗。外部水夹套进入循环水，以调节发酵温度。

附图说明：

附图是本实用新型L-乳酸好氧发酵气升式反应器的结构原理图。下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

具体实施方式：

附图是本实用新型L-乳酸好氧发酵气升式反应器的结构示意图，主要由罐体(1)、布气管(2)、水夹套(3)三部分组成。

所述罐体(1)是由8mm厚的(403)不锈钢板卷焊而成的直径2.4m高3.5m的筒体，上下两端焊接φ2.4m的封头(4)(5)，在顶部封头(4)中心焊接放气管(7)，离中心0.5m处焊接pH调节剂进液管(6)，为φ50×3mm不锈钢管。在罐(1)外侧离顶部0.5m处焊接进料管(8)，为φ100×3mm不锈钢管。在下封头(5)中心焊接出料管(10)，为φ108×3mm不锈钢管，在罐体外侧中部焊接测温管(9)，为φ35×1.5mm不锈钢管。

所述布气管(2)，主管(2)为φ108×3mm不锈钢管，入口端从罐体旁侧距顶部0.5m处穿入，并焊牢在罐体(1)外壁上，至罐体(1)中心部位竖立。在总管(2)竖立部分每间隔0.5m焊接支通气管(11)，为φ57×3mm不锈钢管，长度0.4m的分三层，每层两根，长度0.8m的分两层，每层两根，在每层支通气管(11)外端分别焊接半径为0.4m的环形通气管(12)和半径0.8m的环形通气管(13)，均为φ57×3mm不锈钢管.在半径0.4m的每层环形通管(12)上面对称焊接φ100mm莲蓬式喷头(14)4只。在半径0.8m的每层环形通气管(13)上面对称焊接φ100mm莲蓬式喷头(14)10只。最底层环形通气管用不锈钢槽钢(17)支架支在底部封头(5)上，并焊牢。

所述夹套，在罐体(1)外壁距顶部0.8m处至底部封头封闭焊接水夹套(3)，与罐体间隙100mm，夹套(3)底部焊接进水管(15)，为φ57×3mm无缝钢管，上部焊接出水管(16)为φ57×3mm无缝钢管。                        .

本实用新型L-乳酸好氧发酵布气式反应器的工作原理：发酵物料淀粉乳、霉菌种子液和无机盐从进料管(8)装入。pH调节剂根据发酵液pH值的变化随时从pH调节剂进液管加入HCl或KOH溶液。经过滤灭菌的空气(P＝0.4MPa)从布气总管(2)送入，经支通气管(11)、环形通气管(12)、(13)，从莲蓬式喷头(14)喷射搅动发酵液。空气与发酵液充分接触，使氧气迅速溶于发酵液中，供微生物吸收，加快微生物的发育，有效代谢L-乳酸，提高淀粉的转化率。与以往采用的机械搅拌反应器比较显著优点是：以空气喷射搅动代替了机械搅拌，大量降低了能耗；由于采用了多层环形布气管和多个莲蓬喷头、搅动和布气均匀，空气与发酵液接触面积大，溶氧速度快，微生物吸氧充足，发育繁殖快，提高了代谢L-乳酸的速度和淀粉的转化率。